為什么液壓機(jī)能產(chǎn)生極大的力

金仲輝

讀者小川問：“最近學(xué)校附近的工地開工了，時常見到吊車等重型機(jī)械進(jìn)行施工作業(yè)，吊車?yán)玫醣勰軌蜉p易吊起數(shù)十噸重的工程材料.聽老師說吊車是利用液壓原理工作的.除此之外.工程機(jī)械上所使用的液壓機(jī)也是利用同樣原理工作的.我想知道.為什么液壓機(jī)可以產(chǎn)生很大的力？這和課堂上學(xué)的液體壓強(qiáng)有什么關(guān)系？”這是一個非常好的問題，液壓相關(guān)知識屬于高等教育階段工科機(jī)電類專業(yè)的必修內(nèi)容，液壓系統(tǒng)在現(xiàn)代工程機(jī)械中有著非常廣泛的應(yīng)用，這里所說的液壓原理涉及了一個重要的物理學(xué)定律——帕斯卡定律.

在課堂上我們已經(jīng)學(xué)習(xí)，在靜止液體內(nèi)等高點(diǎn)具有相同的壓強(qiáng).而兩點(diǎn)之間的壓強(qiáng)差，僅由液體密度和兩點(diǎn)之間的高度差所決定.由于液體具有流動性，在密閉容器中.液體的某一部分壓強(qiáng)發(fā)生變化，將大小不變地向各個方向傳遞，由此可得到帕斯卡定律，它通常表述為：作用在密閉容器中液體上的壓強(qiáng)等值地傳到液體各處和器壁上，

圖1繪出了液壓機(jī)工作原理的示意圖，液壓機(jī)由一個連通器組成，其中左、右兩端活塞的面積分別為S1、S2，且S2=10S1，在左端活塞上施加一個豎直向下的力F1，右端活塞上就會產(chǎn)生一個豎直向上的力F2.根據(jù)帕斯卡定律，在該系統(tǒng)左端活塞上施加一定的壓強(qiáng).必將在右端活塞上產(chǎn)生大小相同的壓強(qiáng)增量.由于壓強(qiáng)等于壓力除以受力面積，即F1/S1=F2/S2，于是可得F2=F1.S2/S1.由于S2=10 S1，則F2=10F1.這就是液壓機(jī)能夠產(chǎn)生很大的力的緣故.

帕斯卡（如圖2）1623年出生于法國.在物理學(xué)方面.他的主要貢獻(xiàn)在于對大氣壓強(qiáng)和液體靜力學(xué)的研究.特別是提出了以他名字命名的帕斯卡定律.帕斯卡不僅僅是一名物理學(xué)家.還是一名杰出的數(shù)學(xué)家.17歲時帕斯卡就提出了射影幾何中的帕斯卡原理.20歲左右設(shè)計并制造出歷史上第一架機(jī)械計算器.31歲提出二項式展開系數(shù)的三角形排列表.即帕斯卡三角形排列法，他還和法國另一位數(shù)學(xué)家費(fèi)馬共同奠定了概率論的基礎(chǔ).除此之外，他在哲學(xué)方面也有不少著作.不幸的是，帕斯卡從小體弱多病，這妨礙了他在科學(xué)研究方面取得更多成就.1662年帕斯卡逝世.終年39歲.為了紀(jì)念帕斯卡對研究大氣壓強(qiáng)所作出的貢獻(xiàn).壓強(qiáng)單位帕斯卡就是以他名字命名的.

賈任編輯 林洋